交流电机双层硬绕组计算
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双层绕组定义:每个槽内有上、下两个线圈边,线圈的一条边放在某一槽的上层,另一条边则放在相隔y 槽的下层。
§8-3三相双层绕组一个槽可以放置两个有效边一个线圈包含两个有效边现代10kW 以上的三相交流电机,定子绕组均采用双层绕组。
双层绕组整个电机的线圈数正好等于槽数。
1)可选择有利的节距,同时采用分布绕组,改善电动势和磁动势波形;2)所有线圈具有同样的尺寸,便于制造;3)端部形状排列整齐,有利于散热和增强机械强度。
双层绕组的优点:双层绕组的分类:1)叠绕组2)波绕组计算:举例:某交流电机定子绕组的Z =24,2p =4,m =3,节距y =5,试作出线圈电动势的星形图及绕组展开图。
242243===⨯Z q pm 136023603024⋅⨯===p Z α24624===Z p τ(a )绘制线圈电动势相量图215436789101112141517161918202122241323问题:槽电势星形图以槽号进行标号,对于双层绕组,如何给线圈电动势相量标号?解决办法:以线圈上层边所在槽号定义线圈编号。
槽电动势星形图∵线圈电动势相量= 组成线圈的两个槽电势相量和;∴槽电势星形图实际上代表了线圈电动势星形图。
(b)分相按照q 值把电动势星形图分成A、Z、B、X、C、Y六个相带。
(c )画绕组展开图(1)把电枢展开,每槽以实线表示线圈上层边,虚线表示线圈下层边,在实线旁标以槽号,把槽按极数等分成2P 份。
(2)按电动势星形图把每对极下的槽分成A 、Z 、B 、X 、C 、Y 六个相带。
注意:这些相带只表示该相线圈上层边所在槽。
1234567891011121314151617181920212223241S 1N 2S 2N 123456789101112131415161718192021222324ZCAYBXZ C AYBX1S 1N 2S 2N(3)根据线圈的节距y=5,把上、下层连成线圈。
双绕组变压器参数计算公式双绕组变压器是一种常见的变压器类型,它包含两个绕组,即主绕组和副绕组。
主要是用来改变交流电的电压,从而实现电能传输和配电的功能。
在设计和计算双绕组变压器时,需要考虑许多参数。
以下是一些用于计算双绕组变压器参数的常用公式:1.变压器的变比:变压器的变比是指主副绕组之间的线圈数比或匝数比。
变比通过下式计算:变比=主绕组匝数/副绕组匝数2.变压器的变比与电压比之间的关系:变比与电压比之间具有相同的关系。
变比是主副绕组的匝数比,电压比是主副绕组之间的电压比。
通过下式计算电压比:电压比=变比3.变压器的额定容量:变压器的额定容量是指变压器可以传输的额定功率。
它通常以千伏安(kVA)为单位表示。
额定容量可以通过下式计算:额定容量=额定电压×额定电流4.变压器的短路电压:变压器的短路电压是指在额定电流条件下,变压器两侧绕组的电压降。
短路电压是通过下式计算:短路电压=(实际测量的短路电压)/(额定电流)5.变压器的效率:变压器的效率是指变压器从输入端到输出端的电功率的比例。
它可以通过下式计算:效率=(输出功率/输入功率)×100%6.变压器的电流比:变压器的电流比是指主绕组和副绕组之间的电流比。
电流比可以通过下式计算:电流比=主绕组电流/副绕组电流7.变压器的无载损耗:变压器的无载损耗是变压器在无负载条件下的损耗。
它可以通过下式计算:无载损耗=铁损耗+铜损耗8.变压器的电压调节率:变压器的电压调节率是指变压器副绕组输出电压相对于额定电压的变化百分比。
它可以通过下式计算:电压调节率=(额定电压-输出电压)/额定电压×100%9.变压器的短路阻抗:变压器的短路阻抗是指变压器在短路状态下的阻抗。
它可以通过下式计算:短路阻抗=(短路电压)/(短路电流)这些公式可以帮助工程师在设计和计算双绕组变压器时确定各个参数。
在实际应用中,还需要考虑其他因素,如温升、冷却方式、绝缘等级等。
硬绕组计算程序硬绕组计算程序是一种基于计算机算法的软件工具,能够对硬绕组进行计算和分析。
它可以帮助工程师快速准确地设计和优化硬绕组结构,提高设备的性能和效率。
硬绕组计算程序主要包括以下几个方面的计算内容:一、电磁场分析:通过数值模拟方法,计算硬绕组中的电磁场分布。
根据硬绕组的几何结构和材料特性,可以确定电磁场的强度、分布和方向等参数。
通过电磁场分析,可以评估硬绕组的电磁性能,为后续的设计和优化提供依据。
二、电压和电流分布:硬绕组中的电压和电流分布对设备的性能和安全性有着重要影响。
硬绕组计算程序可以计算不同位置处的电压和电流值,并绘制出分布图。
这有助于工程师了解硬绕组中电压和电流的变化规律,从而进行合理的设计和优化。
三、电磁耦合分析:硬绕组中的不同绕组之间存在电磁耦合效应,即一个绕组的电流变化会影响到其他绕组中的电流。
硬绕组计算程序可以计算不同绕组之间的电磁耦合系数,并分析其对整个硬绕组的影响。
这对于设计和优化硬绕组的电路连接方式和绕组布局具有重要意义。
四、热分析:硬绕组在工作过程中会产生热量,如果温度过高会影响设备的性能和寿命。
硬绕组计算程序可以计算硬绕组的热分布,并预测其温度升高情况。
这有助于工程师合理设计硬绕组的冷却系统,确保硬绕组在工作过程中温度适中。
五、机械分析:硬绕组在设备中通常需要承受机械力和振动,因此需要进行机械分析。
硬绕组计算程序可以计算硬绕组的应力和变形情况,并评估其机械稳定性和可靠性。
这对于硬绕组的材料选择和结构设计具有指导意义。
六、优化设计:硬绕组计算程序还可以根据用户需求和设备要求,自动进行优化设计。
通过设置不同的参数和约束条件,程序可以搜索最优的硬绕组结构,以获得最佳的电磁性能和机械稳定性。
硬绕组计算程序是一种强大的工具,可以帮助工程师快速准确地设计和优化硬绕组结构。
它具有计算精度高、计算速度快、可视化效果好等特点,广泛应用于电力、电子、通信、航空航天等领域。
随着计算机技术的不断发展,硬绕组计算程序的功能和性能还将不断提升,为相关行业的发展和进步提供有力支持。
交流电机绕组扭矩计算公式在工程领域中,电机是一种非常重要的设备,它能够将电能转化为机械能,广泛应用于各种领域,包括工业生产、交通运输、家用电器等。
在电机的运行过程中,扭矩是一个非常重要的参数,它代表了电机输出的力矩大小,直接影响到电机的工作性能。
本文将介绍交流电机绕组扭矩的计算公式及其相关知识。
首先,我们需要了解一些基本的概念。
电机的绕组是由导线绕成的线圈,它是电机的主要部件之一,通过在磁场中通电产生电磁力,从而驱动电机转动。
绕组的扭矩计算是为了确定电机在不同工况下的输出扭矩大小,以便进行电机的设计和选择。
在交流电机中,绕组扭矩的计算公式可以通过以下公式来表示:T = k B l I sin(θ)。
其中,T代表绕组扭矩,k代表绕组的系数,B代表磁感应强度,l代表绕组长度,I代表电流大小,θ代表磁场与绕组的夹角。
在这个公式中,磁感应强度B是电机磁场的一个重要参数,它与电机的磁场强度直接相关。
绕组长度l是指绕组的长度大小,它决定了绕组的空间位置和形状。
电流大小I是指通过绕组的电流大小,它是产生电磁力的直接原因。
磁场与绕组的夹角θ是指磁场与绕组之间的夹角,它影响了电磁力的大小和方向。
绕组系数k是一个与绕组结构和材料相关的参数,它反映了绕组的特性和性能。
在实际的电机设计和使用过程中,我们需要根据具体的工况和要求来确定绕组扭矩的大小。
通过上述公式,我们可以清楚地了解到绕组扭矩与各个参数之间的关系,从而可以进行合理的设计和选择。
在电机的设计过程中,我们可以根据要求来确定磁感应强度B、绕组长度l和电流大小I,然后通过计算得到所需的绕组扭矩大小。
在电机的使用过程中,我们可以通过调节电流大小和磁场的方向来控制绕组扭矩的大小,从而实现电机的输出调节和控制。
除了上述的计算公式外,我们还需要考虑一些其他因素对绕组扭矩的影响。
例如,绕组的材料和结构、绕组的散热和损耗、磁场的均匀性和稳定性等都会对绕组扭矩产生影响。
因此,在实际的工程中,我们需要综合考虑各种因素,进行综合分析和计算,以确保电机的正常运行和性能优良。
交流电机绕组分析计算交流电机的绕组是将导线绕在定子铁心上或转子铁心上的线圈形成的。
绕组中的导线可以是圆线、扁线、方线等形状,通常采用铜导线制作。
绕组的结构和形式有直绕、分绕、并绕等。
直绕是将所有线圈都绕在定子或转子上;分绕是将线圈分别绕在不同的铁心上;并绕是将线圈一段绕在一个铁心上,另一段绕在另一个铁心上。
磁动势分析法是通过计算绕组中的磁动势分布情况,来分析绕组的性能。
磁动势是指绕组中电流通过导线时产生的磁场所产生的力。
磁动势分布可以采用两端磁动势、窄绕组磁动势、有限元磁动势等方法进行计算。
电磁场分析法是通过计算绕组中的电磁场分布情况,来分析绕组的性能。
电磁场是指绕组中电流通过导线时产生的电场和磁场的组合体。
电磁场分布可以采用有限元法、有限差分法、有限体积法等方法进行计算。
电流分析法是通过计算绕组中的电流分布情况,来分析绕组的性能。
电流分布可以采用套管法、对称子阵法、有限元法等方法进行计算。
在绕组分析计算中,需要考虑的参数包括绕组的电感、电阻、电容、电压、电流、功率等。
电感是指绕组导线中的自感。
电阻是指绕组导线中的电阻。
电容是指绕组导线之间的电容。
电压是指绕组中的电势差。
电流是指绕组中的电流强度。
功率是指绕组中的功率输出。
对于交流电机绕组的分析计算,需要进行数量计算、数据处理和结果分析等环节。
数量计算包括绕组导线长度、绕组截面积、导线电阻、导线电感等计算。
数据处理包括绕组电流、电压、功率的采集和转换。
结果分析包括绕组性能的评估和改进方案的制定。
绕组分析计算在交流电机的设计、制造和使用过程中具有重要的意义。
通过对绕组的结构和性能进行分析和计算,可以优化绕组的设计,提高电机的工作效率和能耗。
此外,绕组分析计算还可以帮助工程师了解绕组的工作特性,为电机的维护和故障排除提供依据。
硬绕组计算程序引言:硬绕组计算程序是一种用于计算电力变压器中绕组参数的软件工具。
通过该程序,可以快速准确地计算出变压器的绕组电流、电压、功率等重要参数,为变压器的设计和运行提供了重要的支持。
本文将介绍硬绕组计算程序的原理、应用以及相关的注意事项。
一、计算原理硬绕组计算程序是基于变压器的绕组结构和电气特性进行计算的。
它通过输入变压器的绕组参数,如绕组的层数、匝数、导线直径等,利用电气理论和计算方法,推导出变压器的各项参数。
其中,最重要的参数包括绕组电流、绕组电压、绕组功率等。
二、程序功能硬绕组计算程序具有以下主要功能:1. 绕组电流计算:根据输入的绕组参数和电压等级,计算出变压器的绕组电流。
绕组电流是评估变压器工作状态的重要指标,对于变压器的设计和运行具有重要意义。
2. 绕组电压计算:根据输入的绕组参数和电流等级,计算出变压器的绕组电压。
绕组电压是变压器工作的基本参数之一,对于变压器的电气性能和运行稳定性有着重要影响。
3. 绕组功率计算:根据输入的绕组电流和电压,计算出变压器的绕组功率。
绕组功率是评估变压器输出能力的关键指标,对于变压器的负载能力和功率传输效率具有重要作用。
4. 绕组温升计算:根据输入的绕组电流和绕组材料的热特性,计算出变压器的绕组温升。
绕组温升是评估变压器的散热性能和安全性能的重要指标,对于变压器的运行寿命和可靠性具有重要意义。
三、程序应用硬绕组计算程序可以广泛应用于电力变压器的设计、制造和运行过程中。
它可以帮助工程师快速准确地计算出变压器的各项参数,为变压器的设计和制造提供重要参考依据。
同时,它也可以用于变压器的运行监测和故障诊断,及时发现并解决变压器绕组问题,确保变压器的安全可靠运行。
四、注意事项在使用硬绕组计算程序时,需要注意以下几点:1. 输入参数的准确性:输入的绕组参数需要准确无误,包括绕组的层数、匝数、导线直径等。
只有输入正确的参数,才能得到准确可靠的计算结果。
2. 参数单位的统一:在输入参数时,需要统一使用相同的单位,如长度单位使用米、电流单位使用安培等。
线圈设计程序目录一、定子硬绕组 (1)二、定子软绕组 (2)三、转子插入式绕组 (3)四、转子散下线绕组 (4)五、简化公式 (5)六、编制说明 (6)定子硬线圈(成型)一、需要数据定子外径Da ;定子内径D ; 铁心总长L ;定子槽数Zi ;极数2P ;线圈节距Y (以槽数计);每圈匝数n ,每极每相槽数q ; 未绝缘绕组的高度和宽度a ′×b ′, 绝缘后绕组直线部分的高度和宽度a ″×b ″ 绝缘后绕组端部的高度和宽度a l ″×b l ″ 导线规格; 绝缘规范;槽形尺寸 二、线圈尺寸计算1.线圈两边在定子圆周上所垮的角度: α=1360Z Y ︒⨯11802Z Y ︒⨯=α2.相邻二线圈端部之距离: L cb = b l ″+△△ ——两线圈端部的间隙见表1(电压≤660)表13.上层线圈斜边所张开的角度(图一) Φ=sin -1121R LcbZ π R1=D/2+G(图一)4.槽口到未包绝缘的上层线圈的距离:G=h K+δ+δ′+hoh K——槽楔厚;δ——线圈槽部高度单边绝缘厚度;δ′——槽下垫条厚度;ho——齿尖高。
5.未包绝缘的下层线关到槽口的距离:H=G+a″+δ″(图三)δ″——层间垫条厚。
6.线圈鼻端到定子内圆的垂直距离j其值的大小以使线圈端部抬高6°~8°一般可选用表2数值(铁心外径大者选用大值)。
表2极数 2 4 ≥6j 20~25 15~20 10~15d e 12 167.拉轴直径d e——一般采用12或16见表2。
(2)通过圆心O点作任意直线OX,使其与gi相交于V点。
(3)作OX1及OX2两直线,使各与OX,成α/2角度,并分别与gi交于Q 和S点。
(4)在OX取QB=G,取BB1=a′,在OX2上取SE=H,取EE1= a′,再在OX上取VK=j。
(5) 连接BK ,并作B1K1∥BK(6) 在OX 上取KY=YF=de/2,再连接EF 并作E 1F 1∥EF 。
电机绕组的基本知识、多绕组多速电机绕组数据选编多速电机的绕组一般只有一套绕组,通过改变绕组接线的方式,改变电机绕组的极数,达到调速的目的。
通过使用两套绕组达到改变速度的电机比较少见,本文提供两台电机绕组的数据。
铁芯尺寸:外径240mm,内径145mm,长度277mm,槽数36 绕组数据:铁芯尺寸:外径187mm,内径123mm,长度165mm,槽数36 绕组数据:电机绕组的基本知识1、机械角度与电气角度从机械学中知道可以把圆等分成360°,这个360°就是平常所说的机械角度。
而在电工学中计量电磁关系的角度单位则叫做电气角度,它是将正弦交流电的每一周在横坐标上等分为360°,也就是导体空间经过一对磁极时在电磁上相应变化了360°电气角度。
因此,电气角度与机械角度在电机中的关系为:电气角度α=极对数xPx360°例如,对于二极电机,极对数p=1,这时电角度等于机械角度,对于四极电机,p=2,这时电动机一个圆周有两对磁极,对应的电角度为2×360°=720°。
以此类推。
2、极距(τ)绕组的极距是指每磁极所占铁心圆周表面的距离。
通常极距有两种表示方法,一种是以长度表示;另一种则以槽数表示,习惯上以槽数表示的较多,一般极距用:τ=Z1/2p3、节距(y)电机绕组每个线圈两元件边之间所跨占到的铁心槽数叫做节距,也称跨距。
当线圈元件节距等于极距对称为全距绕组,y=τ线圈元件节距小于极距时则称短距绕组,y<>而当线圈元件节距大于极距时则称长距绕组y>τ由于短距绕组具有端部较短电磁线用料省和功率因数较高等许多优点,因而在应用较多的双层叠绕组中无一例外的都采用短距绕组。
4、绕组系数绕组系数是指交流分布绕组的短距系数和分布系数的乘积,即Kdp1=Kd1Kp15、槽距角(α)电机铁心两相邻槽之间的电气角度称为槽距角,通常用a表示,即α=总电角度/z1=p×360°/z16、相带相带就是指每相绕组在每一个磁极所占的区域,通常用电气角度或槽数表示。
第四章交流电机绕组的基本理论4、1交流绕组的基本要求1.电势和磁势波形接近正弦,各谐波分量要小。
2.三相绕组基波电势、基波磁势对称。
3.在导体数一定时,获得较大的基波电势和基波磁势、4.节约有效材料,绝缘性能好,机械强度高,散热条件好。
5.制造工艺简单,检修方便。
a.要获得正弦波电动势或磁动势,则依照e=blv, 只要磁场B在空间按正弦规律分布,则它在交流绕组中感应的电动势就是随着时间按正弦规律变化、b.用槽电势星形图保证三相绕组基波电势、基波磁势对称槽电势星形图:把电枢上各槽内导体感应电势用矢量表示,构成的图。
概念:槽距角—--—相邻两个槽之间的自然(机械)角度,槽距电角--——用电角度来表示的相邻两个槽之间的角度,电角度—--是磁场所经历的角度。
c、用600相带的绕组获得较大的基波电动势相带:(1)360度的星形图圆周分成三等分,每等分占1200,成为120度相带;这种分法简单,但电势相量分散,其相量和较小,获得的电动势较小、(2)若分成六等分,则称600相带;这种分法同样能够保证电势对称,且合成感应电动势较大,是常用的方法。
4、2三相单层绕组特点:线圈数等于二分之一槽数;通常是整距绕组;嵌线方便;无层间绝缘;槽利用率高。
缺点:电势、磁势波形比双层绕组差。
一般用于小型(10kW以下)的异步电动机。
例题:一台交流电机定子槽数z=36, 极数2p=4,并联支路数a=1,绘制三相单层绕组展开图、解:步骤1绘制槽电势星形图槽距电角=200,槽电势星形图如上图(注意:不是槽星形图,而是槽电势星形图)步骤2分相、构成线圈每极每相槽数=36/4/3=3;每相在每个极下所占有的槽数。
步骤3极距=36/4=9 ;一个极在定子圆周上所跨的距离,用槽数计、节距y1=τ,整距;一个线圈的两边在定子圆周上所跨的距离,用槽数计、y1<τ,短距;y1〉τ,长距依照极距画磁极(笔记),依照节距画线圈;绘制绕组展开图。
电机型号:电机配比:设计者:日期:1. 电枢绕组计算(1) 校验使用电压e t =U/K使用电压,V U 230换向器换向片数K 22相邻换向片间电压,V e t10.45结论:基本满足良好的换向条件(2) 电动机输入功率估算电动机输入功率估算Ps=α*D 2*L*n*B g *A/86000极弧系数α0.67转子铁心外径, cm D 4.6转子铁心叠长, cm L 2.4电动机转速, r/min.n 34500气隙磁密, T Bg 0.65电枢线负载, A/cm A 205电动机输入功率,WPs1818.82电动机输出入功率P N =[3η/(2+η)]*P s串励电动机效率η0.6-0.6电动机输出入功率, W P N 1259.18-0.00取P N =1200试算通用(串励)电动机绕组计算已知电机参数:使用电压U=220V转子铁芯外径D=3.8cm 转子铁芯叠长L=5.5cm 换向器片数K=24转子槽数Z=12转子齿宽b 2=0.35cm转子轭部高度h 2=0.65cm通用电动机多应用于吸尘器、手电钻等手提便携式电动工具作动力。
它实际上是小功率交直流串励电动机。
一般为6-8V ,最高不宜超过12V 。
此电压过高会产生过大的换向火化。
一般为0.6-0.7,通常是0.67(=120度/180度)应用范围选在n=8000 -16000 r/min.,为获得较好的运行性能和效率,对于小直径的转子宜选高转速;对电动工具,可根据变速比i 由下式推算电动机转速n=31.8*V*i/DgV -电动工具允许最大线速,m/min.;i -电动工具减速箱变速比;Dg -旋转工具直径,m 。
一般取0.35 -0.5T ,大功率或短时工作制取较大值连续负载取70 -120A/cm ,短时工一般通(3)转子电流I=P N/(η*cosφ*U N)电动机功率因数cosφ0.95转子电流, A I9.15(4)转子绕组总导线数计算每极总磁通Φ=α*τ*B g*L/10000极踞,cmτ7.23每极总磁通, WbΦ7.55E-04转子绕组总导线数N=(64 - 70)*U/(n*Φ)转子绕组总导线数, 根N565-618取N=591(5)转子每线圈匝数转子每线圈匝数Wy13.4取Wy =15转子绕组实际总导线数N660(6)转子每槽导线数S=N/Z转子槽数Z22转子每槽导线数S Z30齿宽b2轭高h2一般可取cosφ=0.88 -0.95一般可取cosφ=0.88 -0.95(8)校核a. 槽满率校验b. 电枢实际线负载校核(9)励磁绕组每极匝数W=K*N/2(10)励磁绕组导线选择导线直径d=(1.34 - 1.5)*d1. 改变使用电压后的线圈匝数2. 改变使用电压后的定子线径d=d'*(U/U')1/23. 改变使用电压后的电枢绕组线径d=d'*(U/U')1/2结束。
一、直流电机A. 主要概念1. 换向器、电刷、电枢接触压降2ΔU b2. 极数和极对数3. 主磁极、励磁绕组4. 电枢、电枢铁心、电枢绕组5. 额定值6. 元件7. 单叠、单波绕组8. 第1节距、第2节距、合成节距、换向器节距9. 并联支路对数a绕组展开图10.11.励磁与励磁方式空载磁场、主磁通、漏磁通、磁化曲线、每级磁通12.电枢磁场13.(交轴、直轴)电枢反应及其性质、几何中性线、物理中性线、移刷14.反电势常数C E、转矩常数C T15.16. 电磁功率P em电枢铜耗p Cua励磁铜耗p Cuf电机铁耗p Fe机械损耗p mec附加损耗p ad输出机械功率P2可变损耗、不变损耗、空载损耗直流电动机(DM)的工作特性17.串励电动机的“飞速”或“飞车”18.电动机的机械特性、自然机械特性、人工机械特性、硬特性、软特性19.稳定性20.DM的启动方法:直接启动、电枢回路串电阻启动、降压启动;启动电流 21.DM的调速方法:电枢串电阻、调励磁、调端电压22.DM的制动方法:能耗制动、反接制动、回馈制动23.B. 主要公式:发电机:P N=U N I N(输出电功率)电动机:P N=U N I NηN(输出机械功率)反电势:60E a E E C npN C a Φ==电磁转矩:em a2T a T T C I pN C aΦπ==直流电动机(DM )电势平衡方程:a a E a a U E I R C Φn I R =+=+DM 的输入电功率P 1 :12()()a f a f a a a fa a a f em Cua CufP UI U I I UI UI E I R I UI EI I R UI P p p ==+=+=++=++=++12em Cua Cuf em Fe mec adP P p p P P p p p =++=+++DM 的转矩方程:20d d em T T T J tΩ−−= DM 的效率:21112100%100%(1)100%P P p p P P P p η−ΣΣ=×=×=−×+Σ他励DM 的转速调整率: 0NN100%n n n n −Δ=× DM 的机械特性:em2T j aj a a )(T ΦC C R R ΦC UΦC R R I U n E E E +−=+−=. 并联DM 的理想空载转速n 0:二、变压器 A. 主要概念 1. 单相、三相;变压器组、心式变压器;电力变压器、互感器;干式、油浸式变压器 2. 铁心柱、轭部 3. 额定容量、一次侧、二次侧 4. 高压绕组、低压绕组 5. 空载运行,主磁通Φ、漏磁通Φ1σ及其区别,主磁路、漏磁路 空载电流、主磁通、反电动势间的相位关系,铁耗角 6. Φ、i 、e 正方向的规定。